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KARIS PRO - Kleinskaliges Autonomes Redundantes Intralogistik-System in der Produktion

KARIS PRO - Kleinskaliges Autonomes Redundantes Intralogistik-System in der Produktion
Ansprechpartner:

Andreas Trenkle

Links:
Förderung:Gefördert durch die BMBF-Fördermaßnahme Intelligente Vernetzung in der Produktion – Ein Beitrag zum Zukunftsprojekt Industrie 4.0
Partner:

ebm-papst St. Georgen GmbH & Co. KG
flexlog GmbH
HIMA Paul Hildebrandt GmbH & Co. KG
Hirschmann Automation & Control GmbH
imetron Gesellschaft für industrielle Mechatronik mbH
Institut für Informatik (IIF), Universität Freiburg
Pepperl+Fuchs GmbH
PPI-Informatik – Dr. Prautsch & Partner Ingenieure
quattro GmbH
Robert Bosch GmbH
SEW-Eurodrive GmbH & Co. KG
SICK AG

 

KARIS PRO

 

Die Endmontage ist im Herstellungsprozess komplexer Güter der letzte Wertschöpfungsschritt. Durch kundenindividuelle Produkte ist sie besonderen Wandlungsanforderungen ausgesetzt. Dies erfordert häufige und schnelle Änderungen an Produktionsanlagen und deren innerbetrieblichen Logistiksystemen. Das Logistiksystem muss in der Produktion die Materialversorgung, den Materialtransport, d.h. die Verkettung von Bearbeitungsstationen, bewältigen sowie in den produktionsnahen Bereichen, z. B. dem Wareneingang, einsetzbar sein. Heutige Logistik- und Materialflusssysteme sind überwiegend starr in Layout, Durchsatz und den zu fördernden Ladungsträgern. Ihr Umbau ist sehr zeit- und kostenintensiv und wird bisher überwiegend manuell durchgeführt. Zusätzlich verursacht die Steuerungstechnik heu-tiger Systeme einen Großteil der Gesamtsystemkosten, bedingt durch einen hohen Installationsaufwand für die zentrale Struktur. Nur durch einen Paradigmenwechsel im Konzept und Aufbau der Logistiksysteme können diese Anforderungen zukünftig erfüllt werden.

Mit dem Forschungsprojekt KARIS PRO wird ein derartiger Paradigmenwechsel verfolgt, der die Vorteile von Wandlungsfähigkeit bei gleichzeitiger Kosteneffizienz vereint. Grundprinzip hierbei ist der Einsatz redundanter, baugleicher Einzelelemente, welche selbstständig navigieren und Ladungsträger transportieren. Darüber hinaus soll das System die Notwendigkeit der Anpassung aufgrund von Änderungen im Produktionssystem erkennen, Alternativen simulieren und sich selbst umbauen.

Um das autonome Verhalten von KARIS PRO als Gesamtsystem sowohl vorhersehbar als auch nachvollziehbar zu gestalten, muss eine Simulationsumgebung entwickelt werden. Die Simulation hilft zum einen bei der Entwicklung der dezentralen Steuerungsalgorithmen und zum anderen bei der Einsatzplanung von KARIS PRO. Eine große Herausforderung stellt die funktionale Sicherheit des Systems dar. Einerseits muss KARIS PRO die Sicherheitssysteme ortsfester Sicherheitseinrichtungen, wie z. B. Lichtgitter, Not-Halt-Vorrichtungen etc., ersetzen, wofür neuartige Hard- und Softwarekonzepte zu erarbeiten sind. Andererseits müssen eine Vielzahl neuer Gefährdungen erkannt und angemessene Schutzmaßnahmen ergriffen werden. Hierzu gehören insbesondere Gefährdungen, die entstehen, wenn sich Elemente autonom in der Nähe von arbeitenden Menschen bewegen.

Obwohl sich in KARIS PRO hochkomplexe Entscheidungsalgorithmen eingebettet in Cyber-physische Systeme (CPS) verbergen, lässt sich das Systemverhalten für den Betrachter von außen mit einem Legobausatz vergleichen, der selbstständig die gerade benötigte Gestalt annimmt. KARIS PRO wird im Rahmen des Projektes zu Demonstrations- und Testzwecken erprobt werden. Diese beiden Erprobungen bieten bei erfolgreichem Verlauf die Basis, die Ergebnisse auch in anderen Bereichen der Kleinserienfertigung, wie z.B. für Hausgeräte, medizinische und elektrotechnische Geräte, einsetzen zu können.